(57)【要約】  【課題】各使用用途においてＸ線透過率を低減できるＸ線検出器を提供する。  【解決手段】Ｘ線検出器のシンチレータ層を構成する材料として、ルテチウム(Ｌｕ)と、酸素(Ｏ)、硫黄(Ｓ)、セレン(Ｓｅ)およびテルル(Ｔｅ)の少なくとも一種とを含むＸ線発光蛍光体を用いる。一般医療用途、マンモグラフィ用途および工業用途それぞれの各使用用途において、シンチレータ層でのＸ線吸収率を向上できる。各使用用途に使用されるＸ線検出器でのＸ線照射条件におけるＸ線透過率を効率良く低減できる。  【選択図】図１
2005265558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子と、
この光電変換素子に設けられ入射するＸ線を可視光に変換するシンチレータ層とを具備し、
このシンチレータ層は、ルテチウム(Ｌｕ)と、酸素(Ｏ)、硫黄(Ｓ)、セレン(Ｓｅ)およびテルル(Ｔｅ)の少なくとも一つとを含む蛍光体を備えた
ことを特徴としたＸ線検出器。
【請求項２】
シンチレータ層の膜厚をｔ(ｍｍ)とし、このシンチレータ層の蛍光体の体積密度をＦ(％)とし、入射するＸ線強度分布のピークのＸ線エネルギをＩ(ｋｅＶ)とすると、
ｔ×Ｆ≧０．００１７×Ｉの関係を有する
ことを特徴とした請求項１記載のＸ線検出器。
【請求項３】
光電変換素子にて発生した電荷を蓄積および放出するスイッチング素子を具備した
ことを特徴とした請求項１または２記載のＸ線検出器。
【請求項４】
光電変換素子およびスイッチング素子の少なくとも一方の少なくとも一部は、半導体にて形成されている
ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか記載のＸ線検出器。
【請求項５】
光電変換素子およびスイッチング素子の少なくとも一方の少なくとも一部は、結晶性を有する半導体にて形成されている
ことを特徴とした請求項１ないし４いずれか記載のＸ線検出器。
【請求項６】
シンチレータ層は、光電変換素子の周縁を覆って設けられ、
このシンチレータ層には、少なくとも前記光電変換素子にて構成される各画素を分離する溝部が形成されている
ことを特徴とした請求項１ないし５いずれか記載のＸ線検出器。
【請求項７】
シンチレータ層の溝部には、各画素を分離する隔壁部が形成されている
ことを特徴とした請求項６記載のＸ線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換素子にシンチレータ層が設けられたＸ線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のＸ線検出器としては、Ｘ線をシンチレータ層にて光に変換し、この光を光電変換素子にて電気信号に変換している。なお、このシンチレータ層は、フォトダイオード上に接触させて形成されている。より詳細には、シンチレータ層にてＸ線を受けて一旦可視光に変換してから、この可視光をアモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)フォトダイオードあるいは結晶シリコン(Ｓｉ)フォトダイオードなどの半導体素子や、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤなどの結晶性半導体素子にて形成された光電変換素子で信号電荷に変換する。この後、この信号電荷を、この光電変換素子に電気的に接続されたスイッチ素子を介して電荷蓄積用キャパシタに導く。
【０００３】
ここで、このシンチレータ層の材料としては、一般的にヨウ化セシウム(ＣｓＩ)蒸着膜、あるいは硫酸化ガドリニウム(Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：ＧＯＳ)などの蛍光体粒子をバインダ樹脂で結着させた増感紙が用いられる(例えば、特許文献１参照。)が、この増感紙は安価に製造できる。そして、この増感紙の使用用途としては、胸部あるいは一般撮影用や、マンモグラフィに代表される医療診断から食品検査や検査用の工業用途まで幅広い。
【０００４】
さらに、Ｘ線検出器に入射されるＸ線の照射条件、すなわちＸ線エネルギに対する強度分布は、使用用途によって大きく異なる。例えば、胸部あるいは一般撮影などの一般医療用途では、図１５に示すように、Ｘ線検出器に入射されるＸ線強度分布が、Ｘ線エネルギ５０ｋｅＶをピークとし、３０ｋｅＶ以上７０ｋｅＶ以下の範囲のＸ線エネルギを有するＸ線が使用され、観測部位によってはＸ線エネルギのピークを４０ｋｅＶ以上６０ｋｅＶ以下の範囲まで変化する。また、マンモグラフィに使用されるＸ線の強度分布は、Ｘ線エネルギ約２０ｋｅＶにピークを有し、工業検査に使用されるＸ線強度分布としては、Ｘ線エネルギ１００ｋｅＶ以上にピークを有する。
【０００５】
一方、シンチレータ層に用いられる材料を選定する際の指標の一つとしては、Ｘ線吸収率がある。すなわち、このＸ線吸収率が高い材料ほどＸ線利用効率が向上し、患者の被爆線量を低減できる。また、シンチレータ層を透過したＸ線は、このシンチレータ層の下部に設けられた薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)などのスイッチング素子や光電変換素子の特性を劣化させてしまう。このため、Ｘ線吸収率が高い材料ほど、Ｘ線検出器の寿命を延ばすことができる。
【０００６】
特に、このＸ線検出器のスイッチング素子としては、現在アモルファスシリコンが使用されているが、近い将来ポリシリコンを使用することが望まれている。しかしながら、このポリシリコンを使用したスイッチング素子は、Ｘ線に対する耐性が弱く、シンチレータ層を透過したＸ線によって著しく特性が劣化してしまう。
【０００７】
したがって、このシンチレータ層の材料としては、各々の使用用途によって使用されるＸ線照射条件で、これらＸ線照射条件でのＸ線吸収率が高い材料を使用することが望ましい。また、これら各々のＸ線照射条件すべての範囲でＸ線吸収率が高い材料がさらに望ましい。
【特許文献１】特公平１−４４７４７号公報（第２−６頁、第１図および第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、上記Ｘ線検出器のシンチレータ層の材料としては、ヨウ化セシウムや硫酸化ガドリニウムにバインダ樹脂を混ぜた膜が使用されている。ここで、硫酸化ガドリニウムにバインダ樹脂を混ぜた膜をシンチレータ層の材料とした場合には、真空装置を使用せずに済むため、ヨウ化セシウムにバインダ樹脂を混ぜた膜をシンチレータ層の材料とした場合に比べ、安価に製造できる。
【０００９】
ところが、このヨウ化セシウムを蛍光体として用いたシンチレータ層の場合には、図１６に示すように、一般医療用途のＸ線照射条件、すなわちＸ線エネルギのピークが５０ｋｅＶにおいて非常にＸ線透過率が低い。すなわち、このシンチレータ層の膜厚を５００μｍとした場合には、Ｘ線透過率が１０％以下になる。
【００１０】
これに対し、マンモグラフィ用途のＸ線照射条件、すなわちＸ線エネルギのピークが２０ｋｅＶにおいて、ヨウ化セシウムを用いたシンチレータ層の膜厚を１００μｍ以下とした場合には、図１７に示すように、このシンチレータ層でのＸ線透過率が３０％以上となり非常に高い。
【００１１】
さらに、工業用途のＸ線照射条件、すなわちＸ線エネルギのピークが１００ｋｅＶである１００ｋｅＶにおいて、ヨウ化セシウムを用いたシンチレータ層の膜厚を５００μｍ以上とした場合には、図１８に示すように、このシンチレータ層でのＸ線透過率が６０％以上となり非常に高い。
【００１２】
したがって、このシンチレータ層にヨウ化セシウムを用いた場合には、一般医療用途での使用は可能であるが、マンモグラフィ用途や工業用途ではＸ線透過率が高くなるので好ましくない。
【００１３】
一方、このシンチレータ層に硫酸化ガドリニウムを蛍光体として用いた場合には、図１７に示すように、マンモグラフィ用途でのＸ線照射条件において、シンチレータ層の膜厚を１００μｍ以下とした場合のＸ線透過率が１０％以上となる。また、工業用途でのＸ線照射条件において、硫酸化ガドリニウムを用いたシンチレータ層の膜厚を５００μｍとした場合のＸ線透過率は、図１８に示すように、４０％程度となる。
【００１４】
したがって、これらマンモグラフィ用途および工業用途では、硫酸化ガドリニウムを用いたシンチレータ層は、ヨウ化セシウムを用いたシンチレータ層に比べ、Ｘ線透過率が非常に低くなる。
【００１５】
ところが、一般医療用途では、硫酸化ガドリニウムのＫ吸収端は５０．２ｋｅＶであるので、Ｘ線エネルギ４０ｋｅＶ以上５０ｋｅＶ以下の範囲でのＸ線吸収量が非常に低く、図１６に示すように、Ｘ線透過率が高い。したがって、胸部および一般撮影に代表される一般医療用途でのＸ線照射条件に対しては、Ｘ線利用効率が低く、Ｘ線透過率が高い。これらの結果、シンチレータ層としてヨウ化セシウムを用いた場合には、マンモグラフィ用途および工業用途においてＸ線透過率が高く、シンチレータ層として硫酸化ガドリニウムを用いた場合には、一般医療用途においてＸ線透過率が高いという問題を有している。
【００１６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、各使用用途においてＸ線透過率を低減できるＸ線検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、光電変換素子と、この光電変換素子に設けられ入射するＸ線を可視光に変換するシンチレータ層とを具備し、このシンチレータ層は、ルテチウム(Ｌｕ)と、酸素(Ｏ)、硫黄(Ｓ)、セレン(Ｓｅ)およびテルル(Ｔｅ)の少なくとも一つとを含む蛍光体を備えたものである。
【００１８】
そして、光電変換素子に設けられ入射するＸ線を可視光に変換するシンチレータ層の蛍光体は、ルテチウム(Ｌｕ)と、酸素(Ｏ)、硫黄(Ｓ)、セレン(Ｓｅ)およびテルル(Ｔｅ)の少なくとも一つとを含む。この結果、マンモグラフィ用途、一般医療用途および工業用途それぞれの使用用途において、シンチレータ層でのＸ線吸収率が向上するため、このシンチレータ層でのＸ線透過率を低減できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、シンチレータ層の蛍光体が、ルテチウム(Ｌｕ)と、酸素(Ｏ)、硫黄(Ｓ)、セレン(Ｓｅ)およびテルル(Ｔｅ)の少なくとも一つとを含むので、各使用用途においてシンチレータ層でのＸ線吸収率を向上できるから、このシンチレータ層でのＸ線透過率を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明のＸ線検出器の一実施の形態の構成を図１ないし図５を参照して説明する。
【００２１】
図４および図５において、１はＸ線検出器で、このＸ線検出器１は、放射線であるＸ線画像を検出する平面検出器としてのＸ線平面センサである。また、このＸ線検出器１は、このＸ線検出器１に入射されるＸ線強度分布が、Ｘ線エネルギ４０ｋｅＶ以上６０ｋｅＶの範囲でピークを持つＸ線照射条件で撮影および透視が可能である。
【００２２】
そして、このＸ線検出器１は、図４に示すように、光電変換基板２を備えている。この光電変換基板２は、透光性を有する絶縁基板であるガラス基板３を有している。このガラス基板３の一主面である表面上には、光センサとして機能する略矩形状の複数の光電変換部４がマトリクス状に形成されている。そして、ガラス基板３の表面には、各光電変換部４によって、それぞれが同じ構造の複数の画素５が設けられている。これら各画素５は、図４における横方向である行方向、および図４における縦方向である列方向のそれぞれにおいて所定のピッチＰで二次元的に配列されて形成されている。
【００２３】
そして、これら各画素５は、入射した光を信号電荷に変換する略Ｌ字平板状の光電変換素子としてのフォトダイオード６を備えている。これら各フォトダイオード６は、画素単位、すなわちガラス基板３の表面における各画素５の中央部にそれぞれ設けられている。さらに、これらフォトダイオード６のそれぞれには、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)７が電気的に接続されている。これら各薄膜トランジスタ７は、結晶性を有する半導体材料である非晶質半導体としてのアモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)にて少なくとも一部が構成されている。さらに、これら各薄膜トランジスタ７は、フォトダイオード６への光の入射にて発生した電荷を蓄積および放出させる。また、これら各薄膜トランジスタ７は、各画素５のそれぞれに設けられている。
【００２４】
また、これら各画素５には、フォトダイオード６にて変換した信号電荷を蓄積する電荷蓄積部としての矩形平板上の蓄積キャパシタ８が設けられている。これら蓄積キャパシタ８は、フォトダイオード６の下に対向して設けられている。ここで、薄膜トランジスタ７は、ゲート電極11、ソース電極12およびドレイン電極13のそれぞれを有している。このドレイン電極13は、フォトダイオード６および蓄積キャパシタ８のそれぞれに電気的に接続されている。
【００２５】
さらに、ガラス基板３の表面における行方向に沿った一側縁には、各薄膜トランジスタ７の動作状態、例えば各薄膜トランジスタ７のオンおよびオフを制御する細長矩形平板状のドライバ回路である制御回路14が実装されている。この制御回路14は、ガラス基板３の表面における列方向に沿った長手方向を有しており、このガラス基板３の表面の一側縁に沿って設けられている。また、この制御回路14は、各光電変換部４の外部に設けられている。
【００２６】
そして、この制御回路14には、複数の制御ライン15の一端が電気的に接続されている。これら各制御ライン15は、ガラス基板３の行方向に沿って配線されており、このガラス基板３上の各画素５間に設けられている。さらに、これら各制御ライン15は、同じの行の各画素５を構成する薄膜トランジスタ７のゲート電極11のそれぞれに電気的に接続されている。
【００２７】
また、ガラス基板３の表面には、このガラス基板３の列方向に沿った複数のデータライン16が配線されている。これら各データライン16は、ガラス基板３上の各画素５間に設けられている。そして、これら各データライン16は、同じ列の画素５を構成する薄膜トランジスタ７のソース電極12のそれぞれに電気的に接続されている。また、これら各データライン16の一端には、これら各データライン16に対応して配設された電荷増幅器17に電気的に接続されている。
【００２８】
そして、この電荷増幅器17は、ガラス基板３の表面における列方向の一端縁に実装されており、このガラス基板３上の各画素５の外部に設けられている。さらに、この電荷増幅器17は、例えば図示しない演算増幅器にて構成されており、一対の入力端子21,22と出力端子23とを備えている。そして、これら一対の入力端子21,22の一方である負極側の入力端子21のそれぞれは、データライン16の一端に電気的に接続されている。また、これら一対の入力端子21,22の他方である正極側の入力端子22のそれぞれは接地されている。そして、負極側の入力端子21と出力端子23との間には、コンデンサ24の直列回路が並列に接続されて、このコンデンサ24にて積分機能を有するように構成されている。さらに、これら負極側の入力端子21と出力端子23との間には、スイッチ25の直列回路が並列に接続されている。このスイッチ25は、コンデンサ24に対して並列に接続されており、このスイッチ25を閉じてコンデンサ24に残った電荷が放電できるように構成されている。
【００２９】
さらに、各電荷増幅器17それぞれの出力端子23は、細長矩形平板状の並列／直列変換器26に電気的に接続されている。この並列／直列変換器26は、この並列／直列変換器26に対して各電荷増幅器17から並列に入力する複数の電気信号を直列信号に変換する。また、この並列／直列変換器26は、ガラス基板３上の列方向における一端縁に設けられており、このガラス基板３の行方向に沿った長手方向を有している。さらに、この並列／直列変換器26は、ガラス基板３の各画素５の外部に設けられている。
【００３０】
また、この並列／直列変換器26は、アナログ信号をデジタル信号に変換する細長矩形平板状のアナログ−デジタル変換器27に電気的に接続されている。このアナログ−デジタル変換器27は、ガラス基板３の行方向に沿った他側縁に設けられており、このガラス基板３上の各画素５の外部に設けられている。また、このアナログ−デジタル変換器27は、ガラス基板３の列方向における一端縁に沿って設けられており、このガラス基板３の列方向に沿った長手方向を有している。
【００３１】
一方、図５に示すように、ガラス基板３の表面上の各画素５には、薄膜トランジスタ７および蓄積キャパシタ８のそれぞれが形成されている。ここで、これら各薄膜トランジスタ７は、ガラス基板３上に形成された島状のゲート電極11をそれぞれ備えている。そして、これらゲート電極11を含むガラス基板３上には、絶縁膜31が積層されて形成されている。この絶縁膜31は、各ゲート電極11を覆っている。
【００３２】
また、この絶縁膜31上には、島状の複数の半絶縁膜32が積層されて形成されている。これら各半絶縁膜32は、各ゲート電極11に対向して配設されて、これら各ゲート電極11を覆っている。すなわち、これら各半絶縁膜32は、各ゲート電極11上に絶縁膜31を介して設けられている。さらに、この半絶縁膜32を含む絶縁膜31上には、ソース電極12およびドレイン電極13のそれぞれが形成されている。これらソース電極12およびドレイン電極13は、互いに絶縁されており、電気的に接続されていない。また、これらソース電極12およびドレイン電極13は、ゲート電極11上の両側に設けられており、これらソース電極12およびドレイン電極13それぞれの一端部が半絶縁膜32上に積層されている。
【００３３】
そして、各薄膜トランジスタ７のゲート電極11は、図４に示すように、同じ行に位置する他の薄膜トランジスタ７のゲート電極11とともに共通の制御ライン15に電気的に接続されている。さらに、これら各薄膜トランジスタ７のソース電極12は、同じ列に位置する他の薄膜トランジスタ７のソース電極12とともに共通のデータライン16に電気的に接続されている。
【００３４】
一方、蓄積キャパシタ８は、ガラス基板３上に形成された島状の下部電極33を備えている。この下部電極33を含むガラス基板３上には絶縁膜31が積層されて形成されている。この絶縁膜31は、各薄膜トランジスタ７のゲート電極11上から各下部電極33上まで延長している。さらに、この絶縁膜31上には、島状の上部電極34が積層されて形成されている。この上部電極34は、下部電極33に対向して配設されており、これら各下部電極33を覆っている。すなわち、これら各上部電極34は、各下部電極33上に絶縁膜31を介して設けられている。そして、この上部電極34を含む絶縁膜31上にはドレイン電極13が積層されて形成されている。このドレイン電極13は、他端部が上部電極34上に積層しており、この上部電極34に対して電気的に接続されている。
【００３５】
さらに、各薄膜トランジスタ７の半絶縁膜32、ソース電極12およびドレイン電極13と、各蓄積キャパシタ８の上部電極34とのそれぞれを含む絶縁膜31上には、絶縁層35が積層されて形成されている。この絶縁層35上には、フォトダイオード６が形成されている。このフォトダイオード６は、アモルファスシリコンにて構成されたＰＮダイオードやＰＩＮダイオードなどにて形成されている。
【００３６】
また、絶縁層35の一部には、薄膜トランジスタ７のドレイン電極13に連通したコンタクトホールとしてのスルーホール36が開口形成されている。このスルーホール36を含む絶縁層35上には、フォトダイオード６の下方に位置する第１電極41が積層されて形成されている。したがって、この第１電極41は、スルーホール36を介して薄膜トランジスタ７のドレイン電極13に電気的に接続されている。なお、この薄膜トランジスタ７は、フォトダイオード６の下層に設けられている。
【００３７】
さらに、この第１電極41上には、フォトダイオード６が積層されて形成されており、このフォトダイオード６上には、第２電極42が積層されて形成されている。そして、この第２電極42は、例えばスパッタリング法にてＩＴＯ(Indium-Tin Oxide)透明導電膜の成膜にて形成されている。よって、これら第１電極41と第２電極42との間は、バイアス電極が印加されるように構成されている。
【００３８】
また、この第２電極42上には、入射するＸ線を可視光に変換して変化させるシンチレータ層43が積層されている。このシンチレータ層43を構成する材料としては、希土類元素であるルテチウム(Ｌｕ)を含むとともに、元素周期律表の６Ｂ族に属する元素、すなわち酸素(Ｏ)、硫黄(Ｓ)、セレン(Ｓｅ)およびテルル(Ｔｅ)の少なくとも一つである一種の元素とを含むＸ線発光蛍光体を備えている。
【００３９】
言い換えると、このシンチレータ層43は、Ｘ線発光蛍光体として、例えば硫酸化ルテチウム(Ｌｕ２Ｏ２Ｓ)：テルビウム(Ｔｂ)の粉末を樹脂バインダと有機溶剤とを用いて塗液とし、この塗液をディスペンサやインクジェット、スプレなどを用いた塗布法でシンチレータ含有塗膜層を第１電極41上に形成した後、乾燥工程を通して有機溶剤を除去して固化させて形成されている。よって、このシンチレータ層43は、膜の剥離やクラックなどを生じない良好なものである。
【００４０】
ここで、このシンチレータ層43は、このシンチレータ層43の厚さである膜厚をｔ(ｍｍ)とし、このシンチレータ層43内のＸ線発光蛍光体の体積密度としての体積充填密度をＦ(％)とし、Ｘ線検出器１に入射されるＸ線の強度分布のピークのＸ線エネルギをＩ(ｋｅＶ)とした際の関係が、第１式として、ｔ×Ｆ≧０．００１７×Ｉとなるように構成されている。
【００４１】
さらに、このシンチレータ層43は、フォトダイオード６上に設けられ、このフォトダイオード６の周縁を周方向の全域に亘って覆っている。言い換えると、このシンチレータ層43は、フォトダイオード６を周縁して設けられている。そして、このシンチレータ層43には、フォトダイオード６が形成された領域であるエリアに干渉しないように、断面凹溝状の溝部44が形成されている。この溝部44は、ガラス基板３上の各画素５のそれぞれを画素単位に領域を分離する境界に沿って形成されている。すなわち、この溝部44は、フォトダイオード６の周縁から所定距離離間させた位置に設けられており、このフォトダイオード６の全周に亘って形成されている。
【００４２】
したがって、この溝部44をシンチレータ層43に形成したことにより、このシンチレータ層43が各画素５の画素単位に分離されるので、図５に示すように、このシンチレータ層43内で発生した光Ｌの横方向への散乱や拡散の抑制が可能となる。ここで、この溝部44によって、シンチレータ層43を各画素５に合わせて完全に分離させてもよいが、このシンチレータ層43を完全には分離せず、各溝部44の底部にわずかなシンチレータ層43を残して、隣接する画素５同士のシンチレータ層43を連結させた構成とすることもできる。
【００４３】
そして、このシンチレータ層43の溝部44内には、光反射材として高屈折特性を有する粒子、例えば二酸化チタン(ＴｉＯ２)や、Ｘ線発光蛍光体粒子、例えば硫酸化ガドリニウム(Ｇｄ２Ｏ２Ｓ)：テルビウム(Ｔｂ)が充填されて隔壁部としての隔壁45が形成されている。さらに、これらシンチレータ層43および隔壁45上には、光反射膜46が積層されて形成されている。ここで、この光反射膜46を構成する材料は、二酸化チタンあるいは硫酸バリウム(ＢａＳＯ４)などの粒子をバインダ樹脂に混合させた膜や、アルミニウム(Ａｌ)または銀(Ａｇ)などの金属膜である。
【００４４】
次に、上記一実施の形態の作用について説明する。
【００４５】
まず、Ｘ線検出器１のシンチレータ層43の重要な特性の一つとしてはＸ線利用効率がある。このＸ線利用効率は、シンチレータ層43を介してＸ線を検知する間接方式の場合、このシンチレータ層43を構成するＸ線発光蛍光体の特性に依存する。また、このＸ線発光蛍光体のＸ線利用効率Ｉは理論的に、第２式として、Ｉ＝Ｘ線発光蛍光体のＸ線吸収率×Ｘ線発光蛍光体の発光効率(％)で表すことができる。このＸ線発光蛍光体のＸ線利用効率とは、シンチレータ層43に入射するＸ線の線量うち、どの程度の線量のＸ線がＸ線発光蛍光体の発光に起因するかを表すものである。
【００４６】
したがって、上記第２式により、Ｘ線発光蛍光体の発光効率にほとんど差がなければ、Ｘ線発光蛍光体のＸ線利用効率Ｉは、このＸ線発光蛍光体のＸ線吸収率に依存する。例えば、硫酸化ルテチウムにて構成したＸ線発光蛍光体の発光効率は、１１％前後であり、従来の硫酸化ガドリニウムにて構成したＸ線発光蛍光体の発光効率は、１０％以上１３％以下程度であるため、これらＸ線発光蛍光体における発光効率はほぼ同等である。
【００４７】
このため、一般医療用途として使用されるＸ線照射条件においてＸ線利用効率を向上させるためには、このＸ線照射条件においてＸ線吸収率の高い材料を使用する必要がある。
【００４８】
一方、Ｘ線発光蛍光体のＸ線吸収率は、このＸ線発光蛍光体を構成する元素のＫ吸収端と、このＸ線発光蛍光体自体の比重に依存する。すなわち、Ｘ線発光蛍光体自体の比重の重い材料ほど、Ｘ線吸収率が高くなる。ここで、ルテチウム系のＸ線発光蛍光体中のルテチウム(Ｌｕ)は、希土類中最も重量の大きい元素であり、このルテチウム系のＸ線発光蛍光体の比重は、図６に示すように、他のＸ線発光蛍光体に比べ大きい。このため、Ｋ吸収端の効果を除けば、ルテチウム系のＸ線発光蛍光体のＸ線吸収率は、従来のシンチレータ層として使用されてきた硫酸化ガドリニウムやヨウ化セシウムなどを用いたＸ線発光蛍光体に比べて高くなる。
【００４９】
次に、各使用用途におけるルチニウム系のＸ線発光蛍光体、すなわち硫酸化ルテチウムおよび酸化ルテチウム(Ｌｕ２Ｏ３)と、従来から使用されているＸ線発光蛍光体、すなわち硫酸化ガドリニウムおよびヨウ化セシウムとのそれぞれのＸ線透過率の膜厚依存性について検討する。
【００５０】
まず、Ｘ線エネルギが５０ｋｅＶである一般医療用途の場合には、図１に示すように、シンチレータ層43の膜厚が５００μｍのルテチウム系のＸ線発光蛍光体のＸ線透過率が約１０％となる。したがって、このルテチウム系のＸ線発光蛍光体では、硫酸化ガドリニウムを用いたＸ線発光蛍光体に比べ大幅にＸ線透過率が減少するとともに、ヨウ化セシウムを用いたＸ線発光蛍光体に比べてもほとんど差がない。
【００５１】
また、Ｘ線エネルギが２０ｋｅＶであるマンモグラフィ用途の場合には、図２に示すように、シンチレータ層43の膜厚が１００μｍのルテチウム系のＸ線発光蛍光体のＸ線透過率が５％以下となる。したがって、このルテチウム系のＸ線発光蛍光体では、ヨウ化セシウムを用いたＸ線発光蛍光体に比べ大幅にＸ線透過率が減少するとともに、硫酸化ガドリニウムを用いたＸ線発光蛍光体の約半分のＸ線透過率となる。
【００５２】
さらに、Ｘ線エネルギが１００ｋｅＶ以上である工業用途の場合には、図３に示すように、シンチレータ層43の膜厚が５００μｍのルテチウム系のＸ線発光蛍光体のＸ線透過率が約２０％となる。したがって、このルテチウム系のＸ線発光蛍光体では、ヨウ化セシウムを用いたＸ線発光蛍光体に比べ大幅にＸ線透過率が減少するとともに、硫酸化ガドリニウムを用いたＸ線発光蛍光体の約半分のＸ線透過率となる。
【００５３】
よって、シンチレータ層43として比重の重いルテチウム系のＸ線発光蛍光体を用いることによって、上記各使用用途のＸ線エネルギ条件において、従来の硫酸化ガドリニウムあるいはヨウ化セシウムを用いたＸ線発光蛍光体に比べ、このシンチレータ層43でのＸ線吸収率が向上し、Ｘ線透過率を低減できる。なお、上記ルテチウム系のＸ線発光蛍光体用いたシンチレータ層43の製造方法としては、従来の硫酸化ガドリニウムあるいはヨウ化セシウムを用いたＸ線発光蛍光体の製造方法と同様であるため、ヨウ化セシウムを用いたＸ線発光蛍光体に比べ、安価に製造できる。
【００５４】
また、Ｘ線吸収率は、シンチレータ層43の膜厚にも依存する。すなわち、ルチニウム系のＸ線発光蛍光体と従来から使用されているＸ線発光蛍光体とのそれぞれについてのＸ線吸収率とシンチレータ層43の膜厚との関係を測定したところ、図１ないし図３に示すように、これらシンチレータ層43の膜厚の増加に伴ってＸ線吸収率が向上する。ところが、図７に示すように、これらシンチレータ層43の厚膜化に伴って解像度特性、すなわちＣＴＦ特性が劣化してしまう。
【００５５】
そこで、シンチレータ層43にてフォトダイオード６を周縁するように、このシンチレータ層43に隔壁45を形成することによって、この隔壁45による導光路効果により、図５に示すように、シンチレータ層43内で発光した光が散乱することなく隔壁45にて反射されてフォトダイオード６へと到達する。したがって、シンチレータ層43に隔壁45を設けることにより、このシンチレータ層43を厚膜化させても、従来と同等の解像度特性を得ることができる。
【００５６】
さらに、Ｘ線発光蛍光体の体積密度をパラメータとしつつ、Ｘ線エネルギが５０ｋｅＶである一般医療用途と同条件のＸ線照射条件において、硫酸化ルテチウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の膜厚とＸ線吸収率との関係を測定したところ、図８に示すように、シンチレータ層43の膜厚が厚くなり、Ｘ線発光蛍光体の体積密度が高密度化するほど、Ｘ線発光蛍光体のＸ線吸収率が高吸収率となり大きくなる。すなわち、Ｘ線発光蛍光体のＸ線吸収率は、シンチレータ層43内のＸ線発光蛍光体の量に依存しており、このシンチレータ層43の膜厚t50と、このシンチレータ層43内のＸ線発光蛍光体の体積密度F50との積に依存する。
【００５７】
ここで、従来のＸ線検出器に使用されている硫酸化ガドリニウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の増感紙(商品名：ＨＧ−Ｈ２，富士写真フィルム株式会社製)の膜厚は、０．２ｍｍであり、この増感紙におけるＸ線発光蛍光体の体積密度は、球の最密充填密度である74％が最大となる。また、この増感紙のＸ線エネルギ５０ｋｅＶでのＸ線吸収率は、図８に示すように、３０％程度であった。
【００５８】
この結果、Ｘ線検出器１のシンチレータ層43の膜厚t50と、このシンチレータ層43内のＸ線発光蛍光体の体積密度F50との積が、第３式であるt50×F50≧０．０８５の関係式を満たすことにより、従来の硫酸化ガドリニウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の増感紙以上のＸ線吸収率を得ることができる。例えば、図８に示すように、シンチレータ層43の膜厚が１８０μｍで、このシンチレータ層43内のＸ線発光蛍光体の体積密度が５０％である場合には、上記第３式を満たし、Ｘ線吸収率が３０％以上となる。さらに、シンチレータ層43の膜厚が３００μｍで、このシンチレータ層43内のＸ線発光蛍光体の体積密度が３０％である場合にも、上記第３式を満たし、Ｘ線吸収率が３０％以上となる。
【００５９】
また、酸化ルテチウムにて構成されたＸ線発光蛍光体は、図１ないし図３に示すように、硫酸化ルテチウムにて構成されたＸ線発光蛍光体よりもＸ線透過率が低く、Ｘ線吸収率が高いため、この酸化ルテチウムを用いたシンチレータ層43が、上記第３式の条件を満たせば、従来の硫酸化ガドリニウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の増感紙以上のＸ線吸収率を得ることができる。
【００６０】
さらに、Ｘ線発光蛍光体の体積密度をパラメータとしつつ、Ｘ線エネルギが２０ｋｅＶであるマンモグラフィ用途と同条件のＸ線照射条件において、硫酸化ルテチウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の膜厚とＸ線吸収率との関係を測定したところ、図９に示すように、上述した一般医療用途のＸ線照射条件での結果と同様に、Ｘ線発光蛍光体のＸ線吸収率は、シンチレータ層43内のＸ線発光蛍光体の量に依存しており、このシンチレータ層43の膜厚t20と、このシンチレータ層43内のＸ線発光蛍光体の体積密度F20との積に依存する。
【００６１】
ここで、従来のマンモグラフィ用途用のＸ線検出器によく使用されている硫酸化ガドリニウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の増感紙の膜厚は、０．０７ｍｍであり、この増感紙におけるＸ線発光蛍光体の体積密度は、球の最密充填密度である74％が最大となる。また、この増感紙のＸ線エネルギ２０ｋｅＶでのＸ線吸収率は、図９に示すように、約６５％であった。
【００６２】
この結果、硫酸化ルテチウムを用いたシンチレータ層43の膜厚t20と、このシンチレータ層43内のＸ線発光蛍光体の体積密度F20との積が、第４式であるt20×F20≧０．０３３の関係式を満たすことにより、従来の硫酸化ガドリニウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の増感紙以上のＸ線吸収率を得ることができる。
【００６３】
さらに、Ｘ線発光蛍光体の体積密度をパラメータとしつつ、Ｘ線エネルギが１００ｋｅＶである工業用途と同条件のＸ線照射条件において、硫酸化ルテチウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の膜厚とＸ線吸収率との関係を測定したところ、図１０に示すように、上述した一般医療用途のＸ線照射条件での結果と同様に、Ｘ線発光蛍光体のＸ線吸収率は、シンチレータ層43内のＸ線発光蛍光体の量に依存しており、このシンチレータ層43の膜厚t100と、このシンチレータ層43内のＸ線発光蛍光体の体積密度F100との積に依存する。
【００６４】
ここで、従来の工業用途用のＸ線検出器によく使用されている硫酸化ガドリニウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の増感紙の膜厚は、０．４ｍｍ以上であり、この増感紙におけるＸ線発光蛍光体の体積密度は、球の最密充填密度である７４％が最大となる。また、この増感紙のＸ線エネルギ１００ｋｅＶでのＸ線吸収率は、図１０に示すように、約４３％であった。
【００６５】
この結果、硫酸化ルテチウムを用いたシンチレータ層43の膜厚t100と、このシンチレータ層43内のＸ線発光蛍光体の体積密度F100との積が、第５式であるt100×F100≧０．１７の関係式を満たすことにより、従来の硫酸化ガドリニウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の増感紙以上のＸ線吸収率を得ることができる。
【００６６】
したがって、上記一般医療用途、マンモグラフィ用途および工業用途それぞれの各使用用途におけるＸ線エネルギ(Ｉ)と、これら各使用用途での硫酸化ガドリニウムにて構成されたシンチレータ層43の膜厚ｔ(ｍｍ)と、このシンチレータ層43内のＸ線発光蛍光体の体積密度Ｆ(％)との積について測定したところ、図１１に示すように、第１式であるｔ×Ｆ≧０．００１７×Ｉの関係を満たすことにより、従来の硫酸化ガドリニウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の増感紙以上のＸ線吸収率を有するシンチレータ層43を得ることができる。
【００６７】
上述したように、上記一実施の形態によれば、Ｘ線検出器１のシンチレータ層43を構成する材料として、希土類元素であるルテチウム(Ｌｕ)と、元素周期律表の６Ｂ族に属する元素、すなわち酸素(Ｏ)、硫黄(Ｓ)、セレン(Ｓｅ)およびテルル(Ｔｅ)の少なくとも一つである一種の元素とを含むＸ線発光蛍光体を用いる。
【００６８】
この結果、従来の硫酸化ガドリニウムにて構成されたＸ線発光蛍光体を用いたシンチレータ層よりも、Ｘ線検出器１のシンチレータ層43でのＸ線吸収率が向上し、Ｘ線透過率が減少する。したがって、このシンチレータ層43でのＸ線透過率が低減することにより、このシンチレータ層43下のフォトダイオード６、薄膜トランジスタ７および蓄積キャパシタ８に入射するＸ線を低減できるから、これらフォトダイオード６、薄膜トランジスタ７および蓄積キャパシタ８それぞれの特性の劣化を抑制できる。特に、工業用途に比較して一般医療用途の低エネルギのＸ線を用いるＸ線検出器１の場合には、フォトダイオード６、薄膜トランジスタ７および蓄積キャパシタ８でのＸ線の吸収係数が大きいから、シンチレータ層43を透過するＸ線の量を抑えることによる効果が大きい。
【００６９】
したがって、一般医療用途、マンモグラフィ用途および工業用途それぞれの各使用用途において、シンチレータ層43でのＸ線吸収率を向上できる。このため、これら各使用用途に使用されるＸ線検出器１でのＸ線照射条件におけるＸ線透過率を効率良く低減できる。
【００７０】
また、これらフォトダイオード６や薄膜トランジスタ７が、アモルファスシリコンなどの非晶質半導体の半導体材料で構成されている場合には、これらフォトダイオード６や薄膜トランジスタ７をＸ線が透過することにより、これらフォトダイオード６や薄膜トランジスタ７を構成する半導体中の材料特性として欠陥準位などが形成されやすくなる。このため、これらフォトダイオード６や薄膜トランジスタ７の特性変化を招くおそれがある。ところが、シシンチレータ層43でのＸ線透過率を低減させたことにより、これらフォトダイオード６や薄膜トランジスタ７に入射するＸ線量が低減するから、これらフォトダイオード６や薄膜トランジスタ７にＸ線が透過することによる特性変化を防止できる。
【００７１】
さらに、将来的に使用される可能性が強い多結晶半等体であるポリシリコン(Ｐ−Ｓｉ)薄膜トランジスタや、現在でも実用化されているＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサあるいはＣＣＤ(Charge Coupled Diode)などの結晶性半導体を用いたＸ線検出器１に対しては、非晶質半導体を用いたＸ線検出器１に比べ、Ｘ線による半導体中の欠陥生成などの影響が大きく、これら半導体の特性変化が低寿命に繋がる。したがって、Ｘ線検出器１のシシンチレータ層43でのＸ線透過率を低減させたことにより、これら結晶性半導体あるいは多結晶半導体にＸ線が透過することによる特性変化を防止できるから、これら結晶性半導体あるいは多結晶半導体の寿命をより長くできる。
【００７２】
なお、上記一実施の形態では、Ｘ線検出器１のフォトダイオード６および薄膜トランジスタ７それぞれの全体を非晶質半導体にて構成したが、これらフォトダイオード６および薄膜トランジスタ７の少なくとも一方の少なくとも一部を、非晶質半導体や結晶性半導体、多結晶半導体にて構成してもよい。
【実施例１】
【００７３】
次に、本発明の実施例１について説明する。
【００７４】
まず、従来例１−１として、平均粒径が２μｍの硫酸化ガドリニウム(Ｇｄ２Ｏ２Ｓ):テルビウム(Ｔｂ)にて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚７０μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離なし、Ｘ線照射条件２０ｋｅＶの増感紙を作成した。
【００７５】
次いで、従来例１−２として、ピラー構造のヨウ化セシウム(ＣｓＩ)：タリウム(Ｔｌ)膜を形成して、膜厚７０μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度８０％、Ｘ線照射条件２０ｋｅＶの増感紙を作成した。
【００７６】
さらに、実施例１−１として、平均粒径が２μｍの硫酸化ルテチウム(Ｌｕ２Ｏ２Ｓ):テルビウム(Ｔｂ)にて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚７０μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離なし、Ｘ線照射条件２０ｋｅＶの増感紙を作成した。
【００７７】
また、実施例１−２として、平均粒径が２μｍの硫酸化ルテチウム:テルビウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚３０μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離なし、Ｘ線照射条件２０ｋｅＶの増感紙を作成した。
【００７８】
次いで、実施例１−３として、平均粒径が２μｍの硫酸化ルテチウム:テルビウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚１５０μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離なし、Ｘ線照射条件２０ｋｅＶの増感紙を作成した。
【００７９】
さらに、実施例１−４として、平均粒径が２μｍの硫酸化ルテチウム:テルビウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚１５０μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離あり、Ｘ線照射条件２０ｋｅＶの増感紙を作成した。なお、この増感紙のシンチレータ層43には、二酸化チタン粒子にて構成された２０μｍの幅の隔壁45が１５０μｍのピッチで格子状に形成されて、この隔壁45により各画素５が分離されている。
【００８０】
また、実施例１−５として、平均粒径が２μｍの酸化ルテチウム(Ｌｕ２Ｏ３):テルビウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚７０μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離なし、Ｘ線照射条件２０ｋｅＶの増感紙を作成した。
【００８１】
そして、これら各従来例および各実施例として作成した増感紙それぞれのＸ線吸収率特性および解像度特性として２ｌｐ／ｍｍのＣＴＦ特性について測定した。このとき、Ｘ線照射条件は、マンモグラフィ用途のＸ線照射条件の一例である２０ｋｅＶのＸ線エネルギを有するＸ線を用いた。
【００８２】
この結果、図１２に示すように、従来例１−１として作成した増感紙と実施例１−１として作成した増感紙とを比較すると、Ｘ線発光蛍光体の材料を従来の硫酸化ガドリニウム:テルビウム粒子から硫酸化ルテチウム:テルビウム粒子に変更することにより、解像度特性を維持しつつ、Ｘ線吸収率が８０％となる。よって、従来の硫酸化ガドリニウム:テルビウム粒子を用いた増感紙に比べ、Ｘ線吸収率が約１５％向上する。さらに、実施例１−１として作成した増感紙を、従来例１−２として作成した増感紙と比較しても、Ｘ線吸収率が非常に高くなる。
【００８３】
また、実施例１−５として作成した増感紙のように、Ｘ線発光蛍光体として酸化ルテチウム:テルビウム粒子を使用しても、解像度特性を維持しつつ、Ｘ線吸収率が９０％となるから、従来の硫酸化ガドリニウム:テルビウム粒子を用いた増感紙に比べ、Ｘ線吸収率が約２５％向上する。ところが、実施例１−２として作成した増感紙のように、上記第１式を満たさない条件のシンチレータ層43である場合には、従来例１−１として作成した増感紙に比べ、Ｘ線吸収率が低くなる。
【００８４】
さらに、実施例１−３として作成した増感紙のように、シンチレータ層43の膜厚を７０μｍから１５０μｍへと厚膜化させると、Ｘ線吸収率がさらに向上して９８％となる。このとき、この増感紙のシンチレータ層43の厚膜化に伴い解像度特性が劣化してしまうが、このシンチレータ層43に隔壁45を設けて画素分離とすると、実施例１−４として作成した増感紙のように、解像度特性を維持しつつ、Ｘ線吸収率が９６％となるから、従来の硫酸化ガドリニウム:テルビウム粒子を用いた増感紙に比べ、Ｘ線吸収率が約３０％向上する。
【実施例２】
【００８５】
次に、本発明の実施例２について説明する。
【００８６】
まず、従来例２−１として、平均粒径が１０μｍの硫酸化ガドリニウム:テルビウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚２００μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離なし、Ｘ線照射条件５０ｋｅＶの増感紙を作成した。
【００８７】
次いで、従来例２−２として、ピラー構造のヨウ化セシウム：タリウム膜を形成して、膜厚５００μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度８０％、Ｘ線照射条件５０ｋｅＶの増感紙を作成した。
【００８８】
さらに、実施例２−１として、平均粒径が１０μｍの硫酸化ルテチウム:テルビウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚２００μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離なし、Ｘ線照射条件５０ｋｅＶの増感紙を作成した。
【００８９】
また、実施例２−２として、平均粒径が１０μｍの硫酸化ルテチウム:テルビウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚１００μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離なし、Ｘ線照射条件５０ｋｅＶの増感紙を作成した。
【００９０】
次いで、実施例２−３として、平均粒径が１０μｍの硫酸化ルテチウム:テルビウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚５００μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離なし、Ｘ線照射条件５０ｋｅＶの増感紙を作成した。
【００９１】
さらに、実施例２−４として、平均粒径が１０μｍの硫酸化ルテチウム:テルビウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚５００μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離あり、Ｘ線照射条件５０ｋｅＶの増感紙を作成した。なお、この増感紙のシンチレータ層43には、二酸化チタン粒子にて構成された２０μｍの幅の隔壁45が１５０μｍのピッチで格子状に形成されて、この隔壁45により各画素５が分離されている。
【００９２】
また、実施例２−５として、平均粒径が１０μｍの酸化ルテチウム:テルビウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚２００μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離なし、Ｘ線照射条件５０ｋｅＶの増感紙を作成した。
【００９３】
そして、これら各従来例および各実施例として作成した増感紙それぞれのＸ線吸収率特性および解像度特性として２ｌｐ／ｍｍのＣＴＦ特性について測定した。このとき、Ｘ線照射条件は、一般医療用途のＸ線照射条件の一例である５０ｋｅＶのＸ線エネルギを有するＸ線を用いた。
【００９４】
この結果、図１３に示すように、従来例２−１として作成した増感紙と実施例２−１として作成した増感紙とを比較すると、Ｘ線発光蛍光体の材料を従来の硫酸化ガドリニウム:テルビウム粒子から硫酸化ルテチウム:テルビウム粒子に変更することにより、解像度特性を維持しつつ、Ｘ線吸収率が５０％となる。よって、従来の硫酸化ガドリニウム:テルビウム粒子を用いた増感紙に比べ、Ｘ線吸収率が約２０％向上する。
【００９５】
また、実施例２−５として作成した増感紙のように、Ｘ線発光蛍光体として酸化ルテチウム:テルビウム粒子を使用しても、解像度特性を維持しつつ、Ｘ線吸収率が９０％となるから、従来の硫酸化ガドリニウム:テルビウム粒子を用いた増感紙に比べ、Ｘ線吸収率が約２５％向上する。ところが、実施例２−２として作成した増感紙のように、上記第１式を満たさない条件のシンチレータ層43である場合には、従来例２−１として作成した増感紙に比べ、Ｘ線吸収率が低くなる。
【００９６】
さらに、実施例２−３として作成した増感紙のように、シンチレータ層43の膜厚を２００μｍから５００μｍへと厚膜化させると、Ｘ線吸収率がさらに向上して８０％となる。このとき、この増感紙のシンチレータ層43の厚膜化に伴い解像度特性が劣化してしまうが、このシンチレータ層43に隔壁45を設けて画素分離とすると、実施例２−４として作成した増感紙のように、解像度特性を維持しつつ、Ｘ線吸収率が７８％となるから、従来の硫酸化ガドリニウム:テルビウム粒子を用いた増感紙に比べ、Ｘ線吸収率が約３０％向上する。
【００９７】
なお、この実施例２−４のように構成することによりＸ線吸収率が向上するが、このＸ線照射条件では、従来例２−２として作成した増感紙に比べ、若干Ｘ線吸収率が低い。
【実施例３】
【００９８】
次に、本発明の実施例３について説明する。
【００９９】
まず、従来例３−１として、平均粒径が１０μｍの硫酸化ガドリニウム:テルビウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚４００μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離なし、Ｘ線照射条件１００ｋｅＶの増感紙を作成した。
【０１００】
次いで、従来例３−２として、ピラー構造のヨウ化セシウム：タリウム膜を形成して、膜厚５００μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度８０％、Ｘ線照射条件１００ｋｅＶの増感紙を作成した。
【０１０１】
さらに、実施例３−１として、平均粒径が１０μｍの硫酸化ルテチウム:テルビウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚４００μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離なし、Ｘ線照射条件１００ｋｅＶの増感紙を作成した。
【０１０２】
また、実施例３−２として、平均粒径が１０μｍの硫酸化ルテチウム:テルビウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚２００μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離なし、Ｘ線照射条件１００ｋｅＶの増感紙を作成した。
【０１０３】
次いで、実施例３−３として、平均粒径が１０μｍの硫酸化ルテチウム:テルビウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚８００μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離なし、Ｘ線照射条件１００ｋｅＶの増感紙を作成した。
【０１０４】
さらに、実施例３−４として、平均粒径が１０μｍの硫酸化ルテチウム:テルビウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚４００μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離あり、Ｘ線照射条件１００ｋｅＶの増感紙を作成した。なお、この増感紙のシンチレータ層43には、二酸化チタン粒子にて構成された２０μｍの幅の隔壁45が１５０μｍのピッチで格子状に形成されて、この隔壁45により各画素５が分離されている。
【０１０５】
また、実施例３−５として、平均粒径が１０μｍの酸化ルテチウム:テルビウムにて構成されたＸ線発光蛍光体の粒子を樹脂で結着させて、膜厚４００μｍ、Ｘ線発光蛍光体の体積密度７４％、画素分離なし、Ｘ線照射条件１００ｋｅＶの増感紙を作成した。
【０１０６】
そして、これら各従来例および各実施例として作成した増感紙それぞれのＸ線吸収率特性および解像度特性として２ｌｐ／ｍｍのＣＴＦ特性について測定した。このとき、Ｘ線照射条件は、工業用途のＸ線照射条件の一例である１００ｋｅＶのＸ線エネルギを有するＸ線を用いた。
【０１０７】
この結果、図１４に示すように、従来例３−１として作成した増感紙と実施例３−１として作成した増感紙とを比較すると、Ｘ線発光蛍光体の材料を従来の硫酸化ガドリニウム:テルビウム粒子から、硫酸化ルテチウム:テルビウム粒子に変更することにより、解像度特性を維持しつつ、Ｘ線吸収率が６２％となる。よって、従来の硫酸化ガドリニウム:テルビウム粒子を用いた増感紙に比べ、Ｘ線吸収率が約２０％向上する。さらに、実施例３−１として作成した増感紙を、従来例３−２として作成した増感紙と比較しても、Ｘ線吸収率が非常に高くなり、Ｘ線吸収率が約２倍になる。
【０１０８】
また、実施例３−５として作成した増感紙のように、Ｘ線発光蛍光体として酸化ルテチウム:テルビウム粒子を使用しても、解像度特性を維持しつつ、Ｘ線吸収率が６５％となるから、従来の硫酸化ガドリニウム:テルビウム粒子を用いた増感紙に比べ、Ｘ線吸収率が約２０％向上する。ところが、実施例３−２として作成した増感紙のように、上記第１式を満たさない条件のシンチレータ層43である場合には、従来例３−１として作成した増感紙に比べ、Ｘ線吸収率が低くなる。
【０１０９】
さらに、実施例３−３として作成した増感紙のように、シンチレータ層43の膜厚を４００μｍから８００μｍへと厚膜化させると、Ｘ線吸収率がさらに向上して９０％となる。このとき、この増感紙のシンチレータ層43の厚膜化に伴い解像度特性が劣化してしまうが、このシンチレータ層43に隔壁45を設けて画素分離とすると、実施例３−４として作成した増感紙のように、解像度特性を維持しつつ、Ｘ線吸収率が８８％となるから、従来の硫酸化ガドリニウム:テルビウム粒子を用いた増感紙に比べ、Ｘ線吸収率が約４５％向上する。
【０１１０】
したがって、Ｘ線検出器１のシンチレータ層43を構成する材料として、ルテチウム(Ｌｕ)と、酸素(Ｏ)、硫黄(Ｓ)、セレン(Ｓｅ)およびテルル(Ｔｅ)の少なくとも一つである一種の元素とを含むＸ線発光蛍光体を用いることにより、従来の硫酸化ガドリニウムやヨウ化セシウムを用いたセンチレータ層に比べ、各使用用途においてＸ線吸収率を向上でき、Ｘ線利用効率を高くできる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の一実施の形態のＸ線検出器に入射するＸ線エネルギ５０ｋｅＶでのシンチレータ層の膜厚とＸ線透過率との関係を示すグラフである。
【図２】同上Ｘ線検出器に入射するＸ線エネルギ１００ｋｅＶでのシンチレータ層の膜厚とＸ線透過率との関係を示すグラフである。
【図３】同上Ｘ線検出器に入射するＸ線エネルギ２０ｋｅＶでのシンチレータ層の膜厚とＸ線透過率との関係を示すグラフである。
【図４】同上Ｘ線検出器を示す説明平面図である。
【図５】同上Ｘ線検出器を示す説明断面図である。
【図６】同上Ｘ線検出器のシンチレータ層を構成する蛍光体の比重を示す表である。
【図７】同上Ｘ線検出器のシンチレータ層の膜厚とＣＴＦ特性との関係を示すグラフである。
【図８】同上Ｘ線検出器に入射するＸ線エネルギ５０ｋｅＶでのシンチレータ層の膜厚とＸ線吸収率との関係を示すグラフである。
【図９】同上Ｘ線検出器に入射するＸ線エネルギ２０ｋｅＶでのシンチレータ層の膜厚とＸ線吸収率との関係を示すグラフである。
【図１０】同上Ｘ線検出器に入射するＸ線エネルギ１００ｋｅＶでのシンチレータ層の膜厚とＸ線吸収率との関係を示すグラフである。
【図１１】同上Ｘ線検出器に入射するＸ線エネルギとシンチレータ層の膜厚および蛍光体の体積密度の積との関係を示すグラフである。
【図１２】同上Ｘ線検出器の実施例１を示す表である。
【図１３】同上Ｘ線検出器の実施例２を示す表である。
【図１４】同上Ｘ線検出器の実施例３を示す表である。
【図１５】従来例のＸ線検出器に入射する一般医療用途でのＸ線のＸ線強度分布を示すグラフである。
【図１６】同上Ｘ線検出器に入射するＸ線エネルギ５０ｋｅＶでのシンチレータ層の膜厚とＸ線透過率との関係を示すグラフである。
【図１７】同上Ｘ線検出器に入射するＸ線エネルギ２０ｋｅＶでのシンチレータ層の膜厚とＸ線透過率との関係を示すグラフである。
【図１８】同上Ｘ線検出器に入射するＸ線エネルギ１００ｋｅＶでのシンチレータ層の膜厚とＸ線透過率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１２】
１    Ｘ線検出器
５    画素
６    光電変換素子としてのフォトダイオード
７    スイッチング素子としての薄膜トランジスタ
43    シンチレータ層
44    溝部
45    隔壁部としての隔壁
【図１】
2005265558.tif 000003
【図２】
2005265558.tif 000004
【図３】
2005265558.tif 000005
【図４】
2005265558.tif 000006
【図５】
2005265558.tif 000007
【図６】
2005265558.tif 000008
【図７】
2005265558.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005265558.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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